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黄土旱塬小麦品种更替过程中光合特性和营养特性的研究

陈旭  
【摘要】:冬小麦作为黄土旱塬主要的粮食作物之一,其产量一直低而不稳。随着小麦生产和育种工作的不断发展,品种更替是必然的发展趋势。本文选取自上世纪40年代至今黄土旱塬不同历史时期的主要栽培品种为研究材料,采用田间试验和实验室分析相结合方法,较为系统的研究了该地区品种更替过程中产量、农艺性状、光合特性和营养特性等方面的演变特征,研究结果如下: 1.增施氮肥后产量显著增加,但随施肥量的逐渐提高,产量增减因品种而异,氮施用量在60kg/hm2时部分品种增产1倍左右,但增施至120kg/hm2及更高施氮水平,产量增加则相对较小,甚至出现降低现象,收获指数与产量表现基本相同。 2.黄土旱塬小麦品种改良过程中,株高呈降低趋势,茎节缩短,品种间在株高和茎节长上有显著差异。以40年代农家品种五指麦的株高为基数,则小麦株高在70年间降低了30.59%左右,年平均降低0.44%,而五指麦、碧蚂1号、长武131和长武134等不同品种间穗长则无明显变化,依然保持在6.5~7.2cm左右。 3.随品种的更替,千粒重随小麦品种的更替呈显著性增加,80年代之后品种与之前品种差异达极显著水平,穗粒数则差异相对较小,而生物重各品种间几乎无显著差异。70年间穗粒数几乎无显著差异,保持相对稳定状态,增施氮肥对小麦穗粒数影响较小。亩穗数的变化主要分为两个阶段,以上世纪80年代为主要分界线,之前品种均保持在25万穗以上,个别品种达到每亩30万穗以上,而80年代以后育成的品种亩穗数则普遍降低,均在25万穗以下,增施氮肥对亩穗数的影响因品种而异,无明显变化规律。 4.通过分析氮素营养对小麦叶片光合特性的影响,发现由气孔限制所致叶片净光合速率(Pn)降低只有长旱58,而五指麦和丰产3号则可能是由叶绿体活性降低、Rubisoo活性降低、RuBP羧化酶再生能力降低所致,由此可推断不同品种小麦对光合速率限制因素的响应机制是不同的。继续增施氮肥,Pn重新恢复升高趋势,但与施氮量120kg/hm2时峰值相比,依然有所降低。黄土旱塬小麦氮素施用量在60~120kg/hm2之间适宜,当超过这一水平时,叶片净光合速率、气孔导度和水分利用效率均出现不同程度降低,蒸腾速率加快,这些将导致作物出现萎蔫、叶片提前衰老等现象发生,不利于产量形成。 5.植株营养元素含量普遍在拔节和抽穗期最高,返青和成熟期较低。施肥可显著提高植株氮和磷含量,但植株含钾量施用氮肥后抽穗期和灌浆期则明显减小,品种和施氮量不同,减小幅度不同。营养器官氮磷钾含量苗期和拔节期最高,成熟期最低,施肥对营养器官含氮量影响最大,对含磷、钾量影响较小,品种不同影响不同,部分品种甚至出现降低现象。茎含磷量80年代后推广的品种较高,但灌浆期含磷量却较低,茎磷元素的输出量随品种的改良在不断提高;根中磷含量随品种的更替逐渐减小,较早推广的品种普遍大于现主推品种,其中长武131最低,与五指麦和碧蚂1号相比降低了16%和14%;叶片氮含量推广年代越早的品种在高肥力条件下增加明显,叶片含钾量70年代之后品种较之前显著增加,而不同品种间叶片含磷量则无明显差异,70年来基本没有变化。


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